农田墒情监测技术实验

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1、四川大学实验课程名称现代水动力学实验技术报告系别热能与动力工程班号10306031姓名学号实验日期2013年11月15日16:00—16:30教师评定实验名称：农田墒情监测技术实验目的：1、了解测定土壤墒情的意义；2、掌握取土烘干法、TDR法的具体做法；3、比较取土烘干法、TDR法测定精度；4、通过实验测定和计算明确土壤蓄水的数量，了解土壤水库的概念。主要实验仪器（包括名称、型号、规格）：1、TDR仪；2、天平；3、刻度尺；4、烘箱。实验原理：1、土壤含水量测定①取土烘干法：通过用土钻取样、用天平称重、用烘箱烘干土样，来计算土壤含水量的方法。其优点是简

2、单、直观、准确，作为检验其他方法的手段，在国内广泛使用。计算公式：式中：为土壤重量含水量（%）；为湿土重（克）；为干土重（克）。②TDR法：20世纪80年代初发展起来的一种测定土壤含水量的方法，也称时域反射仪法。TDR仪是目前国际上最先进的测定土壤水分的仪器。用TDR仪测定土壤含水量的方法：用铅笔粗细的两根探针插入土壤，由于水分对土壤介电常数的敏感性很强，可通过测量土壤介电常数来推测土壤含水量。土壤介电常数计算公式：式中：为土壤介电常数；为光速（）；为电磁波反射回来的时间；为探针长度。Topp等人于1980年用TDR测定了探针传播时间，得出该传播时间在

3、大部分土壤中与土壤含水量成比例。即()式中：为土壤介电常数；为土壤体积含水量（%）。TDR仪测到的含水量为探针平面周围4~5cm薄层的含水量。TDR仪探针可以在土壤剖面中垂直放置、水平放置、倾斜放置，各种放置形式给出的含水量为沿探针高度的平均含水量。2、土壤含水量单位换算土壤体积含水量=土壤重量含水量×容重实验土槽中土的容重3、土槽土体水量计算实验土槽为一梯型，如图所示，按实验测定尺寸计算其体积。土体水量计算公式：土槽土体中水量=土壤体积含水量×土体积土体积计算公式：实验步骤及注意事项：实验步骤：1、认真阅读《现代水动力学实验技术》实验指导书；2、在实

4、验员指导下，每人领取一个编有号码的铝盒，并放到天平上称重，记下盒号、盒重；3、用土钻取适量土样放入铝盒中，用天平称重，记下铝盒与湿土总重；4、将装有土样的铝盒放入指定的盘内，由实验员将铝盒放入烘箱烘干土样，由于烘干时间较长，故此实验数据需要与实验员另约时间来记录；5、TDR仪读数由实验员测量，学生做好记录；6、组长测量土槽各部分尺寸，包括土槽长、宽、上游高和下游高，并计算出土槽体积；7、将测得的土槽体积报给指导老师，若符合要求，则可以在整理好实验室后并安静地离开；若不符合要求，则重测，直到符合为止。注意事项：1、认真阅读实验须知，仪器应轻拿轻放，遵守实

5、验秩序；2、实验过程中，应听从实验员安排；3、实验结束后，应在打扫好实验室卫生后再离开。实验数据记录：1、TDR仪读数：土壤体积含水量=30.09%；2、取土烘干法称重盒号盒重（g）盒+湿土重（g）盒+干土重（g）重量含水量（g）备注60-A21.975.866.39.53、测定土体尺寸长（cm）宽（cm）上游高（cm）下游高（cm）569482054数据处理：1、取土烘干法计算土壤水含量：土壤重量含水量；土壤体积含水量.2、TDR仪与取土烘干法对比：TDR仪测得的土壤体积含水量；取土烘干法测得的土壤体积水含量；以TDR仪测得值为基准，则二者的绝对误差

6、,相对误差1、计算土体水量：①TDR仪测得土槽土体中水量：==②取土烘干法测得土槽土体中水量：==思考题：1、土壤墒情的意义是什么？答：通过对土壤墒情的监测，可以为政府部门准确地引导和组织农民，进行农业结构调整和生产布局的宏观决策提供科学依据；可以为抗旱减灾，安全生产，科学种田提供科学依据；可以为农业技术的水资源利用成效评价提供依据。2、简述测定土壤墒情的方法及其原理？答：测定土壤墒情的方法有取土烘干法、中子仪法、Γ射线法、TDR仪法、张力计法和遥感监测法等方法。其中取土烘干法的测量原理是在105℃左右烘干土壤，计算水分含量直接测定土壤含水量；中子仪法

7、的测量原理是通过记录快中子遇到与其质量相近的氢原子变为慢中子的数量来计算土壤含水量；Γ射线法的测量原理是Γ射线在穿透土壤时，能量衰减程度与土壤含水量呈对应关系；TDR仪法的测量原理是电磁波在土壤介质中的传播速度与土壤的介电常数呈对应关系；张力计法的测量原理是负压管的负压与土壤吸力呈对应关系；遥感监测法的测量原理是不同含水量的土壤反向的电磁波强度不同。3、土壤水库的概念是什么？答：这是人们仿照地面水库而提出的一个新概念，它以土壤为蓄水库容，像地面水库那样蓄存一定的水量供人类利用。土壤像河槽、湖盆、水库和地下含水层一样，对水分具有调节作用，一般可将包气带土

8、层看作一个“土壤水库”，其总库容由有效库容、重力库容和死库容组成。死库容是指植物生长期时，土壤